集控型智能配網(wǎng)終端的設(shè)計與實現(xiàn)思路研究

摘 要：本文主要的研究內(nèi)容是集控型智能配網(wǎng)終端的設(shè)計與實現(xiàn)，該終端能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域子站組網(wǎng)，并具有很好的通信接口方式的適應(yīng)能力，本次研究中應(yīng)用了浮點計算的中斷技術(shù)及三層的總線架構(gòu)，并應(yīng)用面向?qū)ο蟮闹悄芑瘏f(xié)議的軟件設(shè)計技術(shù)來進(jìn)行相關(guān)的信息交換，能夠有效的滿足智能化配網(wǎng)系統(tǒng)的各項需求。

關(guān)鍵詞：集控型智能配網(wǎng)終端；設(shè)計；實現(xiàn)思路

隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的快速增長，社會各界的電力需求在不斷的增大的，為了保證配電網(wǎng)絡(luò)的運行可靠性，智能電網(wǎng)的建設(shè)在不斷的深入，作為智能化配電網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，對智能配網(wǎng)終端進(jìn)行設(shè)計、研究也是一項非常重要的工作，本文就對集控型智能配網(wǎng)終端的設(shè)計與實現(xiàn)進(jìn)行簡單的分析。

1 集控型智能配網(wǎng)終端的組網(wǎng)架構(gòu)

本次研究中，要求集控型智能配網(wǎng)終端具有配網(wǎng)級層簡化、信息交換系統(tǒng)智能化、通信接口多樣化的特點，為了對配網(wǎng)的級層進(jìn)行有效的簡化，可以將子站層的相關(guān)裝置進(jìn)行省略，子站與配網(wǎng)終端之間的通信可以在終端的內(nèi)部進(jìn)行，這種通信方式能夠使通信的可靠性得到顯著的提高，同時，在集控型智能配網(wǎng)終端中需要配備323接口、光纖以太網(wǎng)接口、多路電以太網(wǎng)接口等多種通信接口，滿足主站的靈活的通信模式，智能化的信息交換系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠使配網(wǎng)終端方便的與智能化配網(wǎng)自動化系統(tǒng)進(jìn)行無縫對接，并且還能實現(xiàn)遠(yuǎn)程的維護(hù)與監(jiān)控。

2 集控型智能配網(wǎng)終端的硬件系統(tǒng)設(shè)計

2.1 適應(yīng)浮點計算的中斷技術(shù)

浮點計算經(jīng)常會應(yīng)用于配網(wǎng)系統(tǒng)的故障判斷算法中，該算法能夠有效的提高中斷的效率，但是在配網(wǎng)終端的實時的、多任務(wù)的操作系統(tǒng)中不會提供有關(guān)浮點計算的中斷現(xiàn)場的保護(hù)，為了解決中斷之后的計算恢復(fù)問題，在本次設(shè)計中開辟了專門的中斷浮點?？臻g，主要用于中斷現(xiàn)場的信息的存儲，并且會為不同的中斷點建立各種不同的浮點棧，在系統(tǒng)應(yīng)用中只需要編寫相關(guān)的程序就能實現(xiàn)浮點函數(shù)的調(diào)用，能夠有效的對中斷現(xiàn)場進(jìn)行手工的保護(hù)，但是在不需要進(jìn)行浮點計算的系統(tǒng)中，可以省略掉相關(guān)的浮點計算保護(hù)過程。

2.2 高速以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

電力配網(wǎng)中的通信，大部分都是采用TCP/IP協(xié)議，本次研究中，主要采用的是直接數(shù)據(jù)訪問方式在光口中對MAC層的報文進(jìn)行直接接受的數(shù)據(jù)通信方式，在設(shè)計的過程中，首要的工作是要在內(nèi)存中根據(jù)需要開辟報文的緩沖區(qū)，光口在接受數(shù)據(jù)的過程中，會將接受到的報文數(shù)據(jù)存儲于該段的內(nèi)存中，并且實現(xiàn)整個過程是不會占用CPU的資源的，這種通信方式會有效的提高報文傳送過程中的接收速率，該種傳輸技術(shù)與數(shù)字化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理相符，能夠完成相關(guān)數(shù)據(jù)的高速傳輸。

2.3 平臺總線技術(shù)的應(yīng)用

本文研究中，設(shè)計了三類的總線，即可以進(jìn)行擴展的低壓差分信號總線、完備的管理總線、高速的數(shù)據(jù)總線，其中的低壓差分總線能夠在進(jìn)行高速率的數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，保持較低的輸出功耗，并且該總線傳輸方式具有信號傳輸可靠性強、噪聲低、低電壓電源兼容性好的優(yōu)點。采用這種總線技術(shù)進(jìn)行配網(wǎng)終端的通信，可以隨時的進(jìn)行相關(guān)板件的增減，并且能夠方便的進(jìn)行擴展，非常的適用于智能配網(wǎng)技術(shù)中。管理總線中主要采用的是百兆的以太網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)界面管理系統(tǒng)的任務(wù)切換控制、軟件調(diào)試、系統(tǒng)通信等操作。數(shù)據(jù)總線通常采用的是千兆以上的以太網(wǎng)，能夠有效的實現(xiàn)各個子站中的龐大數(shù)量的信息的實時交換與傳輸。

2.4 PPC架構(gòu)的硬件平臺

本次設(shè)計中，集控型智能配網(wǎng)終端的硬件系統(tǒng)的平臺采用的是PPC平臺，通信板之上的PPC的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)以太網(wǎng)上的信息的傳輸與有效的處理，而采樣板上的PPC平臺的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)各個間隔上的數(shù)據(jù)的高速采集，為了滿足系統(tǒng)的功能，在PPC平臺內(nèi)核的處理器的選擇過程中，應(yīng)該注重其性能，一般建議采用性能較高的MPC86XX系列芯片，該芯片中的內(nèi)核具有高速的傳輸功能，用于集控型配網(wǎng)終端的子站通信及數(shù)據(jù)采集處理中，應(yīng)用性能很強。

2.5 電源系統(tǒng)的設(shè)計

電源的設(shè)計是集控型智能配網(wǎng)終端設(shè)計中必不可少的部分，尤其是其備用電源的設(shè)計，一般會將其作為一個獨立的應(yīng)用系統(tǒng)來進(jìn)行設(shè)計，其主要的功能模塊有蓄電池活化維護(hù)模塊、蓄電池狀態(tài)監(jiān)測模塊、自動切換模塊、自動在線監(jiān)測模塊等，能夠?qū)崿F(xiàn)自動充電選擇、蓄電池剩余使用時間預(yù)測、蓄電池報警等多種功能，保證整個電源系統(tǒng)安全、可靠的運行。

3 集控型智能配網(wǎng)終端的軟件實現(xiàn)

本次設(shè)計中，集控型智能配網(wǎng)終端的軟件架構(gòu)主要包括子站模塊、本地配網(wǎng)終端模塊、通信數(shù)據(jù)收發(fā)及控制模塊，主要的設(shè)計方法采用的是面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，信息交換系統(tǒng)采用的是IEC61970、IEC61850等，這種形式的信息交換系統(tǒng)具有很強的智能接入的能力。其中的通信數(shù)據(jù)收發(fā)及控制模塊主要的功能是進(jìn)行子站與本地配網(wǎng)終端裝置內(nèi)部的通信，子站與外部的配網(wǎng)終端之間的外部通信，以及子站與主站之間進(jìn)行的調(diào)度通信。配網(wǎng)子站的軟件模塊主要是實現(xiàn)主控型配網(wǎng)子站的相關(guān)功能，能夠有效的提高配網(wǎng)終端的運行效率。本地配網(wǎng)終端軟件，可以有效的實現(xiàn)本地配網(wǎng)終端中的故障檢測、信息采集、對子站的控制命令進(jìn)行執(zhí)行等功能。

綜上所述，集控型智能配網(wǎng)終端是智能配網(wǎng)中的重要組成部分，本文就在對智能配網(wǎng)終端的特點進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了集控型智能配網(wǎng)終端的整體設(shè)計方案及組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并對其硬件架構(gòu)及相關(guān)的軟件設(shè)計進(jìn)行了簡單的分析，對于集控型智能配網(wǎng)終端的設(shè)計實現(xiàn)具有很好的參考作用。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李寧峰，張吉，宋斌.集控型智能配網(wǎng)終端的設(shè)計與實現(xiàn)[J].江蘇電機工程.2013（5）.